Parameter Percepatan Spektral Desain

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.3 Peraturan Pembebanan Gempa Berdasarkan SNI 1726 : 2012

2.3.4 Parameter Percepatan Spektral Desain

Bila spektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan prosedur gerak tanah dari spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva spektrum respons desain harus dikembangkan dengan mengacu Gambar 2.2 dan mengikuti ketentuan di bawah ini :

1. Untuk perioda yang lebih kecil dari 𝑇₀ , spektrum respons percepatan desain, 𝑆_𝑎,

harus diambil dari persamaan : 𝑆_𝑎 = 𝑆_𝐷𝑆(0,4 + 0,6 𝑇

𝑇₀) (2.17)

2. Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan 𝑇₀ dan lebih kecil dari atau sama dengan 𝑇_𝑠, spektrum respons percepatan desain, 𝑆_𝑎 , sama dengan 𝑆_𝐷𝑆; 3. Untuk perioda lebih besar dari 𝑇_𝑠, spektrum percepatan desain, 𝑆_𝑎, diambil

berdasarkan persamaan :

𝑆_𝑎 =𝑆₁

𝑇 (2.18)

Keterangan :

𝑆_𝐷𝑆 = parameter respons spektral percepatan desain pada perioda pendek;

𝑆_𝐷1= parameter respons spektral percepatan desain pada perioda 1 detik;

𝑇 = perioda getar fundamental struktur 𝑇₀ = 0,2𝑆_𝐷1

𝑆_𝐷𝑆 𝑇_𝑠 =𝑆_𝐷1

𝑆_𝐷𝑆

Gambar 2.6 Spektrum Respons Desain Sumber : SNI 1726 : 2012 2.3.5 Kategori Desain Seismik

Kategori desain seismik bangunan ditetapkan berdasarkan kategori risiko bangunan dan parameter respons spektral percepatan desain yaitu 𝑆_𝐷𝑆 dan 𝑆_𝐷1. Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain seismik berdasarkan Tabel 2.6 dan 2.7.

Tabel 2.6 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Percepatan Respons Pada Perioda Pendek

Nilai 𝑆_𝐷𝑆 Kategori Risiko

I atau II atau III IV

𝑆_𝐷𝑆 < 0,167 A A

0,167 < 𝑆_𝐷𝑆 < 0,33 B C

0,33 ≤ 𝑆_𝐷𝑆 < 0,50 C D

0,50≤ 𝑆_𝐷𝑆 D D

Sumber : SNI 1726 : 2012

Tabel 2.7 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Percepatan Respons pada Perioda 1 Detik

Sumber : SNI 1726 : 2012

2.3.6 Faktor 𝑹, 𝑪_𝒅, 𝐝𝐚𝐧 𝛀_𝟎

Faktor koefisien modifikasi respon (R), pembesaran defleksi (Cd), dan faktor kuat lebih sistem (Ωo) untuk sistem rangka bangunan ditentukan berdasarkan Tabel 2.8. Faktor-faktor tersebut ditentukan berdasarkan sistem penahan gaya seismik struktur bangunan.

Batasan sistem struktur dan batasan tinggi struktur, hn (m)^c

Kategori desain seismik

Nilai 𝑆_𝐷1 Kategori Risiko

I atau II atau III IV

𝑆_𝐷1< 0,167 A A

0,067 < 𝑆_𝐷1< 0,133 B C

0,133 ≤ 𝑆_𝐷1< 0,20 C D

0,20≤ 𝑆_𝐷1 D D

Tabel 2.8 Lanjutan

22. Dinding rangka ringan (kayu) yang

Tabel 2.8 Lanjutan

2.3.7 Perioda Fundamental Pendekatan

Untuk menentukan perioda fundamental struktur (T), digunakan perioda fundamental pendekatan (Ta).Perioda fundamental pendekatan (Ta) dalam detik, ditentukan dari persamaan berikut.

𝑇_𝑎 = 𝐶_𝑡ℎ_𝑛^𝑥 (2.19)

Keterangan:

hn = ketinggian struktur dalam (m) di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur Koefisien 𝐶_𝑡 dan x ditentukan dari Tabel 2.9.

Tabel 2.9 Koefisien 𝐶_𝑡 dan x

Tipe Struktur 𝐶_𝑡 x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0,0724^a 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466^a 0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731^a 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0,0731^a 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488^a 0,75

Sumber : SNI 1726 : 2012 2.3.8 Simpangan Ijin (𝚫)

Berdasarkan SNI 03-1726-2012, simpangan antar lantai tingkat desain (Δ) tidak boleh melebihi simpangan antar lantai ijin (Δa). Simpangan antar lantai ijin (Δa)

dapat dilihat pada tabel berikut ini. Hsx pada tabel menunjukkan tinggi tingkat dibawah tingkat x.

Tabel 2.10 Simpangan Lantai Ijin (Δa)

Struktur Kategori Risiko

I atau II III IV

Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior, partisi, langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai

0,025 hsx 0,020 hsx 0,015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu bata 0,010 hsx 0,010 hsx 0,010 hsx Struktur dinding geser batu bata lainnya 0,007 hsx 0,007 hsx 0,007 hsx Semua struktur lainnya 0,020 hsx 0,020 hsx 0,020 hsx Sumber : SNI 1726 : 2012

Keterangan:

hsx adalah tinggi tingkat di bawah tingkat x

2.4 Peraturan Pembebanan Berdasarkan SNI 1727 : 2013 dan PPIUG 1983 2.4.1 Beban Mati

Beban mati yang ditinjau meliputi berat sendiri dari bahan – bahan bangunan penting dan beberapa komponen gedung diambil dari tabel 2.11.

Tabel 2.11 Berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung

BAHAN BANGUNAN Satuan

Baja 7.850 kg/m³

Batu Alam 2.600 kg/m³

Batu belah, batu bulat, batu gunung (berat tumpuk) 1.500 kg/m³

Batu karang (berat tumpuk) 700 kg/m³

Batu pecah 1.450 kg/m³

Besi tuang 7.250 kg/m³

Beton (¹) 2.200 kg/m³

Beton bertulang (²) 2.400 kg/m³

Kayu (Kelas I) (³) 1.000 kg/m³

Kerikil, koral (kering udara sampai lembap, tanpa diayak) 1.650 kg/m³

Tabel 2.11 Lanjutan

Pasangan bata merah 1.700 kg/m³

Pasangan batu belah, batu belat, batu gunung 2.200 kg/m³

Pasangan batu cetak 2.200 kg/m³

Pasangan batu karang 1.450 kg/m³

Pasir (kering udara sampai lembap) 1.600 kg/m³

Pasir (jenuh air) 1.800 kg/m³

Pasir kerikil, koral (kering udara sampai lembap) 1.850 kg/m³ Tanah, lempung dan lanau (kering udara sampai lembap) 1.700 kg/m³

Tanah, lempung dan lanau (basah) 2.000 kg/m³

Tanah hitam 11.400 kg/m³

KOMPONEN GEDUNG Satuan

Adukan, per cm tebal :

 dari semen 21 kg/m²

 dari kapur, semen merah atau tras 17 kg/m²

Aspal, termasuk bahan-bahan mineral tambahan, per cm tebal 14 kg/m² Dinding Pas. Bata merah :

 satu batu 450 kg/m²

 setengah batu 250 kg/m²

Dinding pasangan batako : Berlubang :

Langit-langit dan dinding (termasuk rusuk-rusuknya, tanpa penggantung langit-langit atau pengaku), terdiri dari :

 semen asbes (eternit dan bahan lain sejenis), dengan

tebal maksimum 4 mm 11 kg/m²

 kaca, dengan tebal 3 – 4 mm 10 kg/m²

Lantai kayu sederhana dengan balok kayu, tanpa langit-langit dengan bentang maksimum 5m dan untuk beban

hidup maksimum 200 kg/m²

40 kg/m² Penggantung langit-langit (dari kayu), dengan bentang

maksimum 7 kg/m² 5m dan jarak s.k.s minimum 0,8 m 7 kg/m² Penutup atap genting dengan reng dan usuk/kaso per m² 50 kg/m² Bidang atap

Penutup atap sirap dengan reng dan usuk/kaso per m² 40 kg/m² Penutup atap seng gelombang (BWG 24) tanpa gordeng 10 kg/m² Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso dan beton,tanpa

adukan, per cm tebal 24 kg/m²

Tabel 2.11 Lanjutan

Semen asbes gelombang (tebal 5 mm) 11 kg/m²

Sumber : PPIUG 1983

CATATAN :

(1) Nilai ini berlaku untuk beton pengisi;

(2) Untuk beton getar, beton kejut, beton mampat dan beton padat lain sejenis, berat sendirinya harus ditentukan tersendiri;

(3) Nilai ini adalah nilai rata-rata, untuk jenis-jenis kayu tertentu dapat dilihat pada NI 5 Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia.

2.4.2 Beban Hidup

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung dan ke dalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatannya yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut.

Tabel 2.12 Beban hidup pada lantai gedung

Hunian atau penggunaan Merata psf

(kN/m2)

Terpusat lb (kN)

Apartemen (lihat rumah tinggal) Sistem lantai akses Gudang persenjataan dan ruang latihan 150 (7,18)^a

Ruang pertemuan dan bioskop Kursi tetap (terikat di lantai) Lobi

Tabel 2.12 Lanjutan

Jalur untuk akses pemeliharaan 40 (1,92) 300(1,33) Koridor

Ruang makan dan restoran 100 (4,79)^a

Hunian (lihat rumah tinggal)

Ruang mesin elevator (pada daerah 2 in x 2 in.

[50mm x50mm])

300 (1,33)

Konstruksi pelat lantai finishing ringan (pada area 1 in x 1 in. [25mm x 25mm])

200 (0,89)

Jalur penyelamatan terhadap kebakaran Hunian satu keluarga saja

100 (4,79) 40 (1,92)

Tangga permanen Lihat pasal 45

Garasi/parkir

Mobil penumpang saja Truk dan bus

40 (1,92)^a,b,c

Susuran tangga, rel pengaman, dan batang pegangan Lihat pasal 45

Helipad 60

Koridor diatas lantai pertama

60 (2,87) Hotel (lihat rumah tinggal)

Perpustakaan Ruang baca

Ruang penyimpanan

Koridor di atas lantai pertama

60 (2,87)

Tabel 2.12 Lanjutan Gedung perkantoran

Ruang arsip dan komputer harus dirancang untuk beban yang lebih berat berdasarkan pada perkiraan hunian

Lobi dan koridor lantai pertama Kantor

Koridor di atas lantai pertama

100 (4,79)

Tempat bowling, kolam renang, dan penggunaan yang sama

Bangsal dansa dan ruang dansa Gimnasium

Tempat menonton baik terbuka dan tertutup

Stadium dan tribun/arena dengan tempat duduk tetap (terikat pada lantai)

Hunian (satu keluarga dan dua keluarga) Loteng yang tidak dapat didiami tanpa gudang Loteng yang tidak dapat didiami dengan gudang Loteng yang dapat didiami dan ruang tidur Semua ruang kecuali tangga dan balkon Semua hunian rumah tinggal lainnya

Ruang pribadi dan koridor yang melayani mereka Ruang publik^adan koridor yang melayani mereka

10 (0,48)

Atap datar, berbubung, dan lengkung Atap digunakan untuk taman atap Atap yang digunakan untuk tujuan lain

Atap yang digunakan untuk hunian lainnya Awning dan kanopi

Konstruksi pabrik yang didukung oleh struktur rangka kaku ringan

Rangka tumpu layar penutup

Semua konstruksi lainnya

Tabel 2.12 Lanjutan

Sumber : SNI 1727 : 2013

Beban hidup tersebut sudah termasuk perlengkapan ruang sesuai dengan kegunaan lantai ruang yang bersangkutan dan juga dinding-dinding pemisah dengan berat tidak lebih dari 100 kg/m²

Komponen struktur atap utama, yang terhubung langsung dengan pekerjaan lantai

Titik panel tunggal dari batang bawah rangka atap atau setiap titik sepanjang komponen struktur utama yang mendukung atap diatas pabrik, gudang, dan perbaikan garasi

Semua komponen struktur atap utama lainnya Semua permukaan atap dengan beban pekerja Pemeliharaan

Koridor di atas lantai pertama Koridor lantai pertama Bak – bak/scuttles, rusuk untuk atap kaca dan langit

– langit yang dapat diakses

200 (0,89) Tangga dan jalan keluar

Rumah tinggal untuk satu dan dua keluarga saja

100 (4,79) 40 (1,92)

300^r 300^r Gudang diatas langit – langit

Gudang penyimpanan barang sebelum disalurkan ke pengecer (jika diantisipasi menjadi gedung penyimpanan, harus dirancang untuk beban lebih berat) Grosir, di semua lantai

100 (4,79)

Penghalang kendaraan Lihat pasal

4.5 Susuran jalan dan panggung yang ditinggikan (selain jalan keluar)

60 (2,87) Pekarangan dan teras, jalur pejalan kaki 100 (4,79)^a

BAB III

METODE ANALISIS

3.1 Metode Analisis Dinamis

Analisis dinamis adalah analisis struktur dimana pembagian gaya geser gempa diseluruh tingkat diperoleh dengan memperhitungkan pengaruh dinamis gerakan tanah terhadap struktur. Analisis dinamik dibagi menjadi 2 macam, yaitu :

a. Analisis riwayat waktu adalah analisis dinamis dimana pada model struktur diberikan suatu catatan rekaman gempa dan respon struktur dihitung langkah demi langkah pada interval tertentu.

b. Analisis ragam respon spektrum dimana total respon didapat melalui superposisi dari respon masing – masing ragam getar.

Analisis dinamis untuk perancangan struktur tahan gempa dilakukan jika diperlukan evaluasi yang lebih akurat dari gaya-gaya gempa yang bekerja pada struktur, serta untuk mengetahui perilaku dari struktur akibat pengaruh gempa. Pada struktur bangunan tingkat tinggi atau struktur dengan bentuk atau konfigurasi yang tidak teratur. Analisis dinamis dapat dilakukan dengan cara elastis maupun inelastis.

Pada cara elastis dibedakan analisis ragam riwayat waktu (time history modal analysis), dimana pada cara ini diperlukan rekaman percepatan gempa dan analisis ragam spektrum respons (response spectrum modal analysis). Pada cara ini respons maksimum dari tiap ragam getar yang terjadi didapat dari spektrum respons rencana (design spectra). Sedangkan pada analisis dinamis inelastis digunakan untuk mendapatkan respons struktur akibat pengaruh gempa yang sangat kuat dengan cara integrasi langsung (direct integration method).

Pada tugas akhir ini akan digunakan metode analisis dinamis dengan cara elastis, yaitu dengan menggunakan metode analisis ragam riwayat waktu (time history analysis) dan analisis ragam spektrum respons (respons spectrum modal analysis) yang dibantu dengan menggunakan software ETABS. Dengan metode analisis tersebut, akan ditentukan kinerja struktur yang terdiri dari : storey drift, storey displacement, diaphragm drift, strory stiffness, storey forces, dan storey acceleration

3.2 Metode Analisis Ragam Respons Spektrum (Respons Spectrum Modal Analysis)

Analisis respons spektrum memberikan ringkasan respon – respon bangunan dengan jangkauan periode yang luas dalam sebuah grafik yang akan memberikan plot yang terkait dengan respon gempa seperti kecepatan, percepatan, dan defleksi pada periode getar struktur.

Gambar 3.1. Deskripsi grafis dari respons spektrum Sumber : Structural Analysis and Design of Tall Building, 2012

Respon – respon maksimum dapat berupa simpangan maksimum (spectral displacement, SD) kecepatan maksimum (spectral velocity, SV) atau percepatan maksimum (spectral acceleration, SA) massa struktur single degree of freedom (SDOF). Spektrum percepatan akan berhubungan dengan gaya geser maksimum yang bekerja pada dasar struktur. Terdapat dua macam respons spektrum yang ada yaitu respons spektrum elastik dan respons spektrum inelastik. Spektrum elastik adalah

suatu spektrum respons spektrum yang didasarkan atas respon elastik suatu struktur, sedangkan spektrum inelastik (juga disebut desain respons spektrum) adalah respon spektrum yang di scale-down dari spektrum elastik dengan nilai daktilitas tertentu.

Untuk menghindari keruntuhan pada Maximum Considered Earthquake (MCE), peta gempa 2500 tahun dibuat dengan suatu estimasi faktor aman minimum terhadap keruntuhan yang disepakati berdasarkan pengalaman dan keputusan konservatif, yaitu sebesar 1,5 sehingga dalam analisis akan digunakan nilai 2/3 (1/1,5) yang artinya, jika suatu struktur terkena suatu gempa 1,5 kali lebih besar dari gempa rencana, maka kecil kemungkinan struktur tersebut untuk runtuh (Naeim, 2001). Akan tetapi, faktor aman sesungguh nya masih dipengaruhi oleh tipe struktur, detailing, dan lain-lain (Bozorgnia and Bertero, 2004).

Dengan pertimbangan bahwa pencegahan terhadap runtuhnya suatu bangunan yang dikenai gempa besar yang relatif jarang terjadi (gempa 2500 tahun) serta faktor aman 1,5 terhadap keruntuhan maka ASCE (dan IBC serta NEHRP) mendefinisikan desain gerakan tanah sebagai 1/1,5 (atau 2/3) kali gempa 2500 tahun (Naeim, 2001).

Penggunaan percepatan 0,2 detik dan 1,0 detik adalah karena pada interval 0,2 detik dan 1,0 detik mengandung energi gempa terbesar (AISC, 2005), selain itu, periode 0,2 detik umumnya mewakili periode getar struktur terpendek (bangunan 2 tingkat) yang direncanakan menurut ketentuan ASCE yang telah mempertimbangkan efek dari tanah, goyangan pada pondasi dan faktor lain yang biasanya diabaikan dalam analisis struktur (Taranath, 2010).

Respons spektrum pada ASCE mengacu pada respon spektrum elastik, yang direduksi dengan suatu nilai R dan redaman 5% (FEMA 451B, 2007). Penggunaan nilai R tersebut diperhitungkan terhadap:

 Suplai daktilitas yang diantisipasikan

 Overstrength (kuat lebih)

 Redaman (jika berbeda dari 5 %)

 Kinerja struktur yang sama yang telah lalu



Redundansi

3.3 Metode Analisis Ragam Riwayat Waktu (Time History Analysis)

Pada analisis time history, struktur yang didesain diberikan percepatan pada permukaan tanah sesuai dengan rekam percepatan terhadap waktu dari data time history. Akibat dari percepatan ini, kemudian respon struktur akan diamati.

Menurut SNI 03-1726-201x, analisis respons riwayat waktu harus terdiri dari analisis model matematis suatu struktur untuk menentukan responsnya melalui metode integrasi numerik terhadap kumpulan riwayat waktu percepatan gerak tanah yang kompatibel dengan spektrum respons desain untuk situs yang bersangkutan. Pada analisis ini dibutuhkan rekaman gempa asli. Data gempa yang akan digunakan diambil dari PEER (Pacific Earthquake Engineering Research Center). Paling sedikit digunakan tiga data gempa dan diambil yang terbesar.

Setiap pasang gerak tanah tersebut harus diskalakan sedemikian rupa sehingga pada rentang perioda dari 0,2T hingga 1,5T, nilai rata-rata spektrum SRSS dari semua pasang komponen horizontal tidak boleh kurang dari nilai ordinat terkait pada spektrum respons yang telah ditentukan.

Model matematika struktur harus dibuat untuk tujuan penentuan gaya elemen struktur dan perpindahan struktur yang dihasilkan dari beban yang diterapkan dan semua perpindahan yang dikenakan atau pengaruh P-delta. Model harus menyertakan kekakuan dan kekuatan elemen yang signifikan terhadap distribusi gaya dan deformasi dalam struktur dan merepresentasikan distribusi massa dan kekakuan secara spasial pada seluruh struktur.

Untuk memasukkan nilai ground motion kedalam analisis time history, diperlukan hasil proses tambahan karena setiap gempa berbeda letak dan besarnya, sehingga dibutuhkan penskalaan. Dengan penskalaan, gempa dapat dicocokkan dengan spektrum di wilayah yang ditinjau.

3.4 Diagram Alir Penelitian

Langkah – langkah analisis secara garis besar dapat dilihat pada diagram berikut.

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian Mulai

1. Studi Literatur 2. Pengumpulan data

Perhitungan Pembebanan:

1. Beban mati tambahan 2. Beban hidup

3. Beban gempa respon spektrum 4. Beban gempa time history

Analisis struktur dengan software ETABS

menggunakan metode respons spektrum

Analisis struktur dengan software ETABS menggunakan metode time history :

1. Imperial Valley

3.5 Analisis Kinerja Struktur

Kinerja struktur yang akan dianalisis adalah storey drift, storey displacement, diaphragm drift, storey stiffness, storey forces, dan storey acceleration. Ada 5 model struktur bangunan yang akan di evaluasi, yaitu : struktur rangka baja tanpa bresing (bare frame), struktur rangka baja dengan konfigurasi single diagonal bracing, Struktur rangka baja dengan konfigurasi chevron bracing, struktur rangka baja dengan konfigurasi single diagonal alternate direction bracing (zigzag), struktur rangka baja dengan konfigurasi pola X.

3.5.1 Storey Drift, Storey Displacement dan Diaphragm Drift

Drift (simpangan) adalah suatu perpindahan lateral. Storey drift adalah simpangan dari suatu lantai pada bangunan bertingkat terhadap lantai di bawahnya.

Semakin besar simpangan, maka semakin besar juga risiko bangunan tersebut akan mengalami kerusakan akibat gempa. Simpangan juga dapat menentukan kekakuan suatu struktur bangunan. Semakin kecil simpangan, maka semakin kaku bangunan tersebut. Ada perbedaan antara displacement dan drift, displacement adalah simpangan suatu lantai di ukur dari dasar lantai sedangkan drift adalah simpangan suatu lantai di ukur dari dasar lantai di bawahnya. Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur gedung, dalam segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui 0,03/R kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, bergantung yang mana yang nilainya terkecil.

Diafragma adalah elemen struktur yang berfungsi untuk mengikat struktur dengan tujuan agar struktur dapat menahan beban gempa dan atau beban angin.

Diafragma dalam sebuah bangunan dapat berupa atap, dinding, lantai, moment-resisting frame, braced frame, dan sebagainya. Dalam tugas akhir ini, bangunan yang direncanakan adalah gedung perkantoran (kategori risiko II) dan perhitungan berdasarkan kepada SNI 1726 2012 yang dibantu dengan program ETABS.

3.5.2 Storey Stiffness, Storey Forces, dan Storey Acceleration

Stiffness (kekakuan) adalah besar gaya yang diperlukan untuk mengubah bentuk benda sebesar satu satuan tertentu. Suatu struktur harus memiliki kekakuan yang cukup sehingga pergerakkannya dapat dibatasi. Kekakuan struktur dapat diukur

dari besarnya simpangan antar lantai (drift) bangunan, semakin kecil simpangan struktur maka bangunan tersebut akan semakin kaku (Smith dan Coull, 1991). Nilai kekakuan dapat dihitung dengan membagi gaya dengan perpindahan.

Storey forces (gaya geser) adalah gaya lateral yang bekerja pada lantai. Gaya geser dasar atau yang biasa disebut base shear adalah hasil jumlah dari gaya geser yang terjadi di setiap lantai.

Gambar 3.3. Gaya geser dasar

Sumber:https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-

7149675dec08cbf68ddd70ea3b08e5a3-c, diakses pada 4 Maret 2019

Gaya geser rencana di setiap tingkat tidak boleh kurang dari gaya geser tingkat yang dihitung dengan menggunakan persamaan distribusi vertikal gaya dan suatu nilai Vs yang sama dengan gaya geser dasar yang diperoleh dari analisis respon spektrum di arah yang ditinjau.

Storey acceleration (percepatan lantai) merupakan suatu parameter yang ditentukan dengan frekuensi gempa. Frekuensi gempa dapat dinyatakan dengan perbandingan percepatan tanah maksimum (A) dengan kecepatan maksimum (V).

Terdapat 3 kelompok frekuensi gempa (Tso, Zhu, & Heidebrecht, 1990) yaitu:

1. Gempa frekuensi tinggi apabila mempunyai rasio A/V lebih besar dari 1,2 g/m/dt.

2. Gempa frekuensi sedang apabila mempunyai rasio A/V antara 0,8 g/m/dt – 1,2 g/m/dt.

3. Gempa frekuensi rendah apabila mempunyai rasio A/V lebih kecil dari 0,8 g/m/dt.

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Pemodelan Struktur 4.1.1 Data Struktur

Struktur bangunan merupakan gedung 12 lantai dengan jarak tiap lantai 3 m dan terletak di Medan dengan fungsi bangunan untuk perkantoran. Bangunan berada di atas tanah keras dengan situs SC. Ukuran bangunan arah x dan y adalah 36 m dan 36 m.

Data bangunan adalah sebagai berikut:

1. Fungsi bangunan : Gedung Perkantoran

2. Letak bangunan : Medan

3. Jenis tanah dasar : Tanah keras (Situs SC)

4. Jumlah lantai : 12 lantai

5. Tinggi total gedung : 36 m

6. Tinggi antar lantai ‘ : 3 m (tipikal di tiap lantai) 7. Panjang bangunan arah x : 36 m

8. Panjang bangunan arah y : 36 m

9. Faktor keutamaan, I : 1 (kategori risiko II) 10. Faktor koefisien modifikasi respon (R) : 8

11. Faktor pembesaran defleksi (Cd) : 5 12. Faktor kuat lebih (Ωo) : 2,5

4.1.2 Pemodelan Struktur di ETABS 4.1.2.1 Denah Lantai

Denah lantai yang sama akan digunakan pada 5 struktur bangunan berikut : 1. Struktur rangka baja tanpa bresing (bare frame).

2. Struktur rangka baja dengan konfigurasi single diagonal bracing.

3. Struktur rangka baja dengan konfigurasi chevron bracing.

4. Struktur rangka baja dengan konfigurasi single diagonal alternate direction bracing (zigzag).

5. Struktur rangka baja dengan konfigurasi pola X.

Gambar 4.1 Denah Lantai

4.1.2.2 Sistem Struktur Rangka Baja Tanpa Bresing (Bare frame)

Denah elevasi untuk tipe struktur rangka baja tanpa bresing. Tinggi antar lantai adalah 3 m dan tinggi bangunan adalah 36 m serta panjang bangunan arah x adalah 36 m.

Gambar 4.2 Denah elevasi tanpa bresing

Berikut adalah pemodelan 3 dimensi struktur bangunan tanpa menggunakan bresing.

Gambar 4.3 Pemodelan Gedung 3D (tanpa bresing)

4.1.2.3 Sistem Struktur Rangka Baja dengan Konfigurasi Single Diagonal

Sistem struktur rangka baja dengan menggunakan bresing single diagonal yang ditempatkan di sekeliling bangunan dan di setiap lantai seperti tampak pada gambar berikut.

Gambar 4.4 Denah elevasi single diagonal

Pemodelan 3 dimensi struktur bangunan dengan menggunakan bresing single diagonal.

Gambar 4.5 Pemodelan Gedung 3D (single-diagonal)

4.1.2.4 Sistem Struktur Rangka Baja dengan Konfigurasi Chevron Bracing Pada sistem struktur ini, konfigurasi bresing V-terbalik atau biasa disebut dengan chevron akan ditempatkan pada sekeliling bangunan dan di setiap lantai seperti tampak pada gambar berikut.

Gambar 4.6 Denah elevasi chevron bracing

Pemodelan struktur bangunan dengan menggunakan konfigurasi V-terbalik (chevron).

Gambar 4.7 Pemodelan Gedung 3D (Chevron bracing)

4.1.2.5 Sistem Struktur Rangka Baja dengan Konfigurasi Single diagonal Alternate Direction Bracing (zigzag)

Sistem struktur ini hampir sama dengan sistem struktur konfigurasi single diagonal. Hanya saja bresing ditempatkan dengan arah yang berbeda sehingga membentuk pola zigzag. Bresing ini juga ditempatkan di sekeliling bangunan pada setiap lantai yang dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 4.8 Denah elevasi (single diagonal alternate bracing)

Pemodelan struktur bangunan dengan menggukan bresing single diagonal alternate direction (zigzag).

Gambar 4.9 Pemodelan Gedung 3D (single diagonal alternate bracing)

4.1.2.6 Sistem Struktur Rangka Baja dengan Konfigurasi Pola X

Sistem struktur ini akan menggunakan bresing dengan konfigurasi pola X yang akan ditempatkan di sekeliling bangunan pada setiap lantai yang dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 4.10 Denah elevasi (pola X)

Pemodelan 3 dimensi struktur bangunan dengan menggunakan bresing pola X.

Gambar 4.11 Pemodelan Gedung 3D (pola X)

4.2 Pembahasan Analisis Respons Spektrum

Pembahasan analisis respons spektrum dibantu dengan menggunakan program ETABS dan mengambil data dari puskim.pu.co.id , diperoleh data dan diagram sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data respons spektrum PGA (g) 0.233

SS (g) 0.531 S1 (g) 0.335

CRS 1.025

CR1 0.939

FPGA 1.334

FA 1.375

FV 1.731

PSA (g) 0.311 SMS (g) 0.731 SM1 (g) 0.579 SDS (g) 0.487 SD1 (g) 0.386 T0 (detik) 0.159 TS (detik) 0.793

Dari data tersebut, di plot diagram respons spektrum yang akan digunakan.

Gambar 4.12 Diagram respons spektrum

Langkah – langkah analisis respons spektrum menggunakan ETABS : 1. Pemodelan rangka struktur baja.

2. Menentukan load pattern.

Gambar 4.13 Pola pembebanan pada respons spektrum

Beban gempa dimodifikasi mengikuti peraturan gempa SNI 1726 : 2012, yang dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.14 Data beban gempa

Untuk menentukan perioda fundamental struktur (T), digunakan perioda fundamental

Untuk menentukan perioda fundamental struktur (T), digunakan perioda fundamental